太阳能吸附式空调器吸附与解吸过程分析

【摘要】：在能源形式日益匮乏和环境污染越来越严重的背景下，太阳能吸附式制冷所具有的不污染环境和节能等特性使其成为一些传统的制冷的替代技术之一，受到世界各国科技人员的关注，并且已逐渐成为研究的重点。吸附式制冷具有许多优点：如无环境污染、无噪声、运转费用低廉等。本文在综合分析了国内外有关吸附式制冷及其在太阳能利用方面应用的大量研究成果后，从几个方面对太阳能热水驱动的吸附式制冷作了一些研究，研究内容及结论如下： (1)对基本型活性炭—甲醇吸附式制冷循环进行了理论分析并作出了数学模拟，得出了一些制冷工况参数对循环制冷量及COP影响的关系曲线，这些曲线的确立对今后系统的设计和试验具有指导意义。 (2)从常用的吸附工质对的性能进行比较分析，选取活性炭—甲醇为本装置的最佳的制冷工质对。 (3)设计并建立了一台连续型吸附式制冷试验样机。在所建立的样机上利用太阳能加热水箱中的水提供的热量，进行了一系列的试验研究。 (4)本文提出了一种活性炭—甲醇吸附制冷单元管的设计方法，并对其工作过程中的性能和热动力学机理进行探讨。在前人研究经验的基础上，建立了单元管吸附床内一维非平衡吸附条件下的传热传质数学模型，提出了该模型的数值求解方法，并给出了数值模拟算例。 【关键词】：吸附床 吸附式制冷 数值模拟 太阳能
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TU831.4
【目录】：

• 第一章 绪论11-22
• 1.1 课题背景11-12
• 1.2 吸附式制冷技术的发展历史及研究现状12-14
• 1.3 几种制冷方法和吸附式制冷的比较14-21
• 1.3.1 蒸汽压缩式制冷14-15
• 1.3.2 吸收式制冷15
• 1.3.3 蒸汽喷射式制冷15-16
• 1.3.4 吸附式制冷16-21
• 1.3.4.1 吸附作用16-17
• 1.3.4.2 吸附的机理和吸附率方程17-20
• 1.3.4.3 工作原理20-21
• 1.4 小结21-22
• 第二章 吸附式制冷循环分析22-35
• 2.1 基本循环22-24
• 2.1.1 间歇循环23
• 2.1.2 连续循环23-24
• 2.2 回热循环24-25
• 2.2.1 级联循环24
• 2.2.2 热波循环24-25
• 2.3 基本循环吸附式制冷的计算机模拟25-34
• 2.3.1 对模拟计算的几点说明30-32
• 2.3.2 模拟计算结果32-34
• 2.3.2.1 解吸温度T_(g2)对循环COP和制冷量的影响32
• 2.3.2.2 蒸发温度T_e对循环COP和制冷量的影响32-33
• 2.3.2.3 冷凝温度T_c对循环COP和制冷量的影响33-34
• 2.3.2.4 吸附温度T_(a2)对循环COP和制冷量的影响34
• 2.4 小结34-35
• 第三章 太阳能吸附式制冷装置研究35-42
• 3.1 太阳能吸附式制冷装置的设计35
• 3.2 吸附式制冷循环系统制冷工质对的选择35-38
• 3.2.1 吸附剂的选择36-37
• 3.2.2 制冷剂的选择37-38
• 3.3 吸附制冷装置内运行各阶段温度及压力变化的分析38-40
• 3.4 太阳能热水对吸附床的传热分析40-41
• 3.5 小结41-42
• 第四章 吸附床内数值模拟及求解42-56
• 4.1 对单个吸附床传热传质的条件分析43-44
• 4.1.1 单管式吸附床结构43
• 4.1.2 吸附床外流体传热的一些基本假设43
• 4.1.3 吸附床内传热传质的一些基本假设43-44
• 4.2 传热计算模型形成的吸附床温度场44-45
• 4.3 模型的建立45-51
• 4.3.1 流体传热模型45-46
• 4.3.2 吸附床内吸附剂传热模型的建立46-48
• 4.3.3 吸附与脱附阶段导热微分方程内热源的确定48-50
• 4.3.4 吸附床壁面模型50-51
• 4.4 模型的离散化51-53
• 4.4.1 网格划分51
• 4.4.2 方程的离散化51-52
• 4.4.3 计算方法的讨论52-53
• 4.5 吸附床传热传质特性探讨53-55
• 4.6 小结55-56
• 第五章 吸附床传热的实验研究56-63
• 5.1 实验装置56
• 5.2 实验前的准备工作56-57
• 5.2.1 实验设备的安装及检漏56
• 5.2.2 吸附剂的前处理和活化56-57
• 5.3 实验步骤57-58
• 5.3.1 加热再生57-58
• 5.3.2 吸附制冷58
• 5.4 实验数据的获得及处理58-59
• 5.4.1 实验数据的获得58
• 5.4.2 实验数据的处理58
• 5.4.3 实验结果分析中用到的参数58-59
• 5.5 实验结果的分析59-63
• 第六章 结论63-65
• 6.1 总结63-64
• 6.2 前景64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 硕士期间发表论文情况70

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